高速動車組轉向架動力學性能仿真分析與對比.pdf

1、在客運高速化及其引進技術消化與再創(chuàng)新過程中，高速轉向架的非線性影響已經得到業(yè)內人士的重視，如CRH5轉向架輪對縱向定位剛度高達14MN/m以上，而且軸距2．7m比通常軸距大0．2m。在高速轉向架的眾多非線性因素中，一系定位裝置需要權衡橫向穩(wěn)定性與曲線通過性能，更好地理解軌道友好型設計的內涵。 本文以CRH5高速轉向架作為研究對象。在理解與掌握ALSTOM計算方法和結果的基礎上，建立了CRH5轉向架的非線性與線性模型。高速轉向架非

2、線性模型是指包括一系定位機構、抗側滾扭桿裝置和空氣彈簧懸掛等典型非線性環(huán)節(jié)，主要應用于非線性臨界速度和曲線通過性能等分析；而線性模型則是將上述非線性環(huán)節(jié)進行等效線性化后等到的，主要應用于整車運動模態(tài)分析等。 與ALSTOM計算結果相比，CRH5高速轉向架的線性與非線性模型具有可比性的仿真結果。ALSTOM的轉向架模型是利用VAMPIRE建立的，相當于上述線性模型。在整車模態(tài)分析、臨界速度和輪軸橫向力等方面對比中，兩者具有相似的數

3、據變化規(guī)律，其產生誤差的主要原因：①基礎數據差距，如車輪踏面型面的擬合誤差等；②非線性環(huán)節(jié)影響，如一系定位機構對車軸橫向力等所產生不利的影響。 利用ADMAS的非線性仿真特點，整車與四車組動態(tài)仿真分析可以更好地理解高速轉向架性能的非線性影響。根據ALSTOM等歐洲高鐵經驗，臨界速度計算需要考慮諸如輪對內側距、軌距控制誤差和輪軌磨耗等不利因素影響，而采用保守計算觀點。一般以滿載工況臨界速度定義最高時速，以70％載荷工況定義最高運行

4、速度。按照ALSTOM適當縮小軌距提高等效錐度的保守計算方法，車輪踏面LM臨界速度對比表明：兩者計算結果一致，都滿足250km/h的最高速度要求。在此基礎上，四種典型車輪踏面（LM、LMA、XP55和S1002）對比計算進一步說明：XP55踏面具有很好的參數變化光滑性，LMA踏面可以滿足300-350km/h速度要求。 在曲線通過仿真對比中，兩者的車軸橫向力具有一致的變化規(guī)律，但是存在差距，最大誤差約為10KN。輪對縱向定位高度